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借习题建模,理解“共同进化”新概念
 加入时间:2013-05-29 11:57    

  吉林市第三中学校  曲凯

  

一、共同进化

“共同进化”是人教版必修2教材中新增加的一个概念。P124定义“不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化。”这一概念,包括两个方面的内涵:一是物种与物种之间的共同进化;二是生物与无机环境之间的相互影响和共同演变。教材中对这两方面,尤其是对第2方面解释的不多。另外,在教参中也没有补充。如果教学中只是把这段文字呈现学生,学生会是很难理解的。这无疑给教师的教学带来了一定的难处,使得《课程标准》提出的“概述生物进化与生物多样性的形成”这一教学目标很难实现。

二、借习题建模,理解“共同进化”新概念

1.习题

科学家通过实验发现了细菌的快速进化过程。人们发现,用肉汤培养假单胞杆菌,如果肉汤保持不动,不久后,在肉汤的不同部位,如表面、底部或其他部位,细菌的形态发生了如下图所示的变化,出现一定数量的变异株。下列有关说法错误的是(C)。

 

                                                                                     

A.这个实验说明了细菌在不同的小环境中发生了进化

B.细菌的生命周期短,繁殖速度快,容易受到外界环境影响而发生变化

C.用静止的肉汤培养FS细菌,其菌落形状将趋于一致

D.用不断摇动的肉汤培养SM细菌,不会出现FS细菌和WS细菌

2.解析

答案:C。由题干信息可知,最初的SM种群在保持不动的肉汤表面繁殖,不久后,有一部分在肉汤底部繁殖可能向厌氧方向进化,所以这个实验说明了细菌在不同的小环境中发生了进化,A正确;细菌繁殖周期短,繁殖速度快,极容易受到外界环境影响而发生变化,B正确;用静止的肉汤培养FS细菌,该细菌也有可能向不同方向进化,如进化成WS细菌,其菌落形状将趋于不一致,C错误;用不断摇动的肉汤,SM细菌生活的环境没有差异,就不会出现FS细菌和WS细菌,D正确。

3.理解

笔者在习题解析的基础上,把科学家的实验“用肉汤培养细菌的快速进化过程”尝试用“表格”对其描述如下:

肉汤

要求:保持不动

细菌

结果:出现一定数量的变异株

代谢类型

异化作用:是否需氧

肉汤的表面

最初的SM种群

(菌落为光滑形态)

需氧

与容器接触的肉汤的表面

WS细菌

(菌落为折皱形态)

兼性厌氧

容器底部

FS细菌

(菌落为绒毛形态)

厌氧

结果发现,绘制的表格和简洁的文字一同构建了“‘共同进化’概念的解释模型”。这样,可以结合所学的关于现代生物进化理论的知识,以“细菌的快速进化”为例,对“共同进化”概念的内涵进行演绎说明,这一概念不仅包括不同物种之间的共同进化即:由最初的光滑形态的SM种群(肉汤的表面)→折皱形态的WS细菌(与容器接触的肉汤的表面)→绒毛形态的FS细菌(容器底部);同时也也包括生物与无机环境之间的相互关系的变化,从代谢类型的异化作用是否需要氧气方面看由:需氧(肉汤的表面)→兼性厌氧(与容器接触的肉汤的表面)→厌氧(容器底部),有力地揭示了生物在长期进化过程中,不断地与它所处的环境发生相互作用,逐渐在新陈代谢的方式上形成了不同的类型,利于回归、深化和领悟教材P124“例如,地球上原始大气中是没有氧气的,因此,最早出现的生物都是厌氧(进行无氧呼吸)的;最早的光合生物的出现,使得原始大气中有了氧气,这就为好氧生物的出现创造了条件。”

三、反思

借习题建模,这是笔者在“传道、授业和解惑”,尤其是“解惑”过程中的一个“发现”。这个“发现”,不仅构建了“共同进化”概念的解释模型,还使概念教学直观形象且有一定的深度和广度;不仅回归教材并且读懂、读透,还超越教材,把本学科前沿成果的资料补充到教学中来;不仅使学生领悟科学的本质、方法以及精神,还能培养学生的唯物辩证主义世界观,提高学生的科学思维能力、探究能力等生物科学素养。可谓是一举多得。


 

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